大位移水平井鉆井技術(shù)難點及策略

朱玉磊 (中海石油 (中國) 有限公司天津分公司，天津 300451)

0 引言

油氣資源是我國社會經(jīng)濟發(fā)展過程中非常重要的能源。目前，我國很多油氣田的開采都已經(jīng)到了后期開發(fā)階段，石油開采量很低，開采難度較大，開采效率不高，從而影響石油開采水平的提高。大位移水平井鉆井技術(shù)是推動石油產(chǎn)量提升的重要方式或者途徑，其對我國油氣資源的開采非常有利。在應(yīng)用大位移水平井鉆井技術(shù)時，影響其鉆井效果的因素有很多，且在該技術(shù)應(yīng)用過程中也會遇到很多的難點或者問題，加強對大位移水平井鉆井技術(shù)難點的分析與策略的創(chuàng)新，對促進我國原油行業(yè)的快速發(fā)展非常有利。

1 分析大位移水平井鉆井技術(shù)的實際難點與問題

大位移水平井鉆井技術(shù)在實際應(yīng)用中會遇到鉆具斷裂、坍塌、井眼軌跡控制難度較大、井下事故頻發(fā)等問題，這些問題或者難點都是影響大位移水平井鉆井效果與水平提升的重要因素。下面對大位移水平井鉆井技術(shù)的實際難點與問題展開探究與分析：

1.1 鉆具斷裂問題較為常見

大位移水平井鉆井技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，由于靶心的深度相對不深，再加上鉆具本身的重量也比較輕，因此，鉆具對于壁面所產(chǎn)生的摩擦阻力很難克服，那么就容易導(dǎo)致鉆具斷裂問題的發(fā)生。與此同時，大位移水平井鉆井的井下結(jié)構(gòu)并不規(guī)則，其復(fù)雜性較強，經(jīng)過頻繁地起鉆與下鉆作業(yè)，容易導(dǎo)致鉆具出現(xiàn)斷裂，如果鉆具一旦發(fā)生斷裂問題，就會影響鉆井效率的提升，嚴(yán)重可導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，對于原油開采工作的高效開展非常不利[1]。

1.2 坍塌率較高

應(yīng)用大位移水平井鉆井技術(shù)來進行鉆井作業(yè)時，必須在地層中開展定向造斜作業(yè)，而這種作業(yè)容易破壞地層的土壤結(jié)構(gòu)，進而誘發(fā)坍塌問題或者事故。我國很多油氣資源開采區(qū)塊的土壤都比較疏松，在疏松區(qū)塊的坍塌率較高。坍塌的范圍較小會直接影響鉆井作業(yè)效率，如果坍塌的范圍較大，那么可能會直接誘發(fā)安全事故，導(dǎo)致鉆井作業(yè)無法正常開展與進行。

1.3 控制鉆井作業(yè)軌跡的難度較高

在大位移水平井鉆井作業(yè)時，鑒于水平段的長度很長，在實際作業(yè)時需要導(dǎo)向鉆井來輔助作業(yè)，鉆具會承受很大的摩阻力，那么在鉆井作業(yè)軌跡控制方面會存在很大的難度，其精準(zhǔn)性也不足。特別是在地層變化很大的范圍或者區(qū)域很容易出現(xiàn)鉆井軌跡偏離的問題，那么其會增加鉆井作業(yè)的難度，對于油氣資源開采效率的提升產(chǎn)生非常大的影響。

1.4 頻發(fā)的井下事故

巖屑床在大位移水平井鉆井作業(yè)中的作用與影響很大，其會影響鉆速，使鉆速降低。與此同時，如果鉆具的扭矩加大，會存在鉆具斷裂的可能性，也容易誘發(fā)鉆井安全事故，增加鉆井、完井作業(yè)的難度，影響鉆井作業(yè)工作的更好、更持續(xù)開展。

2 大位移水平井鉆井技術(shù)難點的優(yōu)化方略探究

面對當(dāng)前大位移水平井鉆井技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)難點與問題，在優(yōu)化大位移水平井鉆井技術(shù)難點的過程中，可以從控制井眼軌跡著手，不斷推動大位移水平井鉆井工作更好開展與進行。下面對大位移水平井鉆井技術(shù)難點優(yōu)化策略與方法展開探究與討論：

2.1 精準(zhǔn)控制井眼軌跡

大位移水平井鉆井時，由于地層的上部土層比較松軟，地層的跨度大，其會降低地層的造斜能力，同時由于其設(shè)計的垂深比較淺，還有很多條件和因素影響與制約，其會增加造斜作業(yè)的難度，容易出現(xiàn)井眼軌道增斜問題。為了能夠更好地控制這一問題，使得井眼軌跡的跨度數(shù)值過高問題得到有效規(guī)避，促進鉆井工作的更好開展，重視加重鉆桿設(shè)備位置定位地點的準(zhǔn)確調(diào)整，增強鉆頭的鉆壓壓力，最大化地降低造斜速度，使得鉆頭的鉆進速度得到更好提升，防止鉆壓未及時傳導(dǎo)鉆頭上的問題發(fā)生。同時在大位移水平井鉆井時，要結(jié)合地層中井斜的實際情況與變化問題，實時地調(diào)整鉆具的位置，便于鉆具壓力有效傳輸?shù)姐@頭，促進鉆井速度加快，還能夠最大化地防止鉆具斷裂問題發(fā)生。與此同時，在鉆井作業(yè)時，鉆井施工人員要實時監(jiān)控扭矩、泵壓等參數(shù)，如果參數(shù)有異常問題出現(xiàn)，必須要及時采取措施和方法，如鉆具位置的調(diào)整與改變，鉆具壓力的調(diào)整等等。此外，單個桿柱鉆井完后，要三次對井眼進行劃眼操作，使得井眼能夠保持在平滑的狀態(tài)，而在劃眼時，要及時地清理巖石碎屑，防止碎屑影響鉆井工作的正常開展，保障大位移水平井鉆井工作的高效開展與進行[2]。

此外，由于在設(shè)計大位移水平井的穩(wěn)斜段與造斜段時存在很大的困難，鉆壓的傳遞也存在困難，使得井眼的軌跡控制存在很大的困難。在精準(zhǔn)控制其軌跡時，要對造斜點進行合理選擇與優(yōu)化，要選擇巖層比較穩(wěn)定、成巖性好的地層作為造斜點，這樣能夠?qū)鄣姆€(wěn)定性進行保障，還能夠促進造斜工作更好實現(xiàn)。同時重視造斜段類型的優(yōu)化，多選擇圓弧形的造斜段類型，其能夠促進摩阻扭矩的降低，降低套管磨損的程度。在鉆具組合方面也要進行優(yōu)化，選擇利于造斜、加壓、軌跡精準(zhǔn)控制的鉆具組合，且大位移水平井鉆進工作時，要將滑動鉆進與復(fù)合鉆進展開有效融合，堅持多旋轉(zhuǎn)、少滑動以及勤調(diào)整、微調(diào)整等原則與方法，使得井眼更加規(guī)則化，井壁更加穩(wěn)定化，增強井眼軌跡控制的實效性。

2.2 鉆井泥漿質(zhì)量的優(yōu)化與提升

從大位移水平井鉆井工作角度來分析，鉆井泥漿對鉆井效率與鉆井質(zhì)量的提升影響很大。鉆井泥漿能夠?qū)⒌貙又械纳笆w粒有效地帶出地面，有效防止這些砂石顆粒影響鉆具的正常作業(yè)，同時鉆井泥漿還能夠潤滑鉆具，提升鉆井作業(yè)的效率。為了能夠優(yōu)化與提升鉆井泥漿的質(zhì)量，石油開采企業(yè)或者單位要結(jié)合自身的實際生產(chǎn)需求，合理地對鉆井泥漿進行配比，可以經(jīng)過反復(fù)試驗來優(yōu)化最佳泥漿配比，保證鉆井泥漿符合鉆井作業(yè)企業(yè)的實際標(biāo)準(zhǔn)與要求。同時油田企業(yè)也可以加大必要的資金投入，專注于研發(fā)可以應(yīng)用到大位移水平井鉆井作業(yè)的泥漿，幫助鉆井作業(yè)中的多種問題得以有效解決。

2.3 強化井眼凈化工作

在實施鉆井作業(yè)時，為了能夠促進鉆井泥漿排量能夠?qū)︺@井作業(yè)需求進行更好地滿足，可以應(yīng)用大排量的循環(huán)設(shè)備來進行輔助，強化對井眼的凈化工作，提高鉆井作業(yè)過程中所需的攜巖施工環(huán)空返速的硬性需求。同時以此為基礎(chǔ)來優(yōu)化相關(guān)固控設(shè)備的性能，使其設(shè)備作用得以更好地發(fā)揮與詮釋出來，更好地清除鉆井液中的有害固相物質(zhì)，減少其含沙量，促進鉆井液的性能指標(biāo)得到有效優(yōu)化，提升鉆井作業(yè)的實際效率與水平。

2.4 優(yōu)化鉆具摩阻扭矩大的問題

在大位移水平井井段作業(yè)時，鉆具和井壁之間容易產(chǎn)生較大的摩擦阻力，其主要是由軸向摩擦扭矩與軸向摩擦阻力構(gòu)成的。而由于鉆進管柱具有較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，容易和井壁的底部產(chǎn)生接觸，鉆具和井壁底部巖屑之間產(chǎn)生摩擦與作用，固相含量較高的鉆井液中有細(xì)小的巖屑混入，會降低其潤滑的效果，這些都是影響鉆具作用發(fā)揮的重要因素。同時水平段長、井壁較差的穩(wěn)定性，容易有卡鉆問題發(fā)生，使得鉆具在上提、下放過程中會出現(xiàn)困難，壓力承擔(dān)的較大，加壓存在很大的困難。鑒于此，在長水平井段施工時，強化對鉆井摩擦阻力問題的預(yù)測，并對其產(chǎn)生原因進行深入剖析，力爭使摩阻扭矩困難降低，可以應(yīng)用斜坡鉆桿來進行問題優(yōu)化[3]。

2.5 優(yōu)化套管嚴(yán)重偏心問題

套管在自身重力的影響下，容易與井壁的下側(cè)靠近，導(dǎo)致套管出現(xiàn)偏心的問題，使得巖屑攜帶與注水泥驅(qū)替的效果受到嚴(yán)重影響，加劇套管磨損的程度。在國際上對套管偏心有個不成文的規(guī)定就是套管偏心的程度不要超過33%.為了能夠更好地解決套管偏心的問題，運用套管扶正器是一種非常有效的途徑。將套管扶正器安裝到套管上即可解決這一問題。為了能夠促進井眼質(zhì)量得到更好提升，重視井徑急劇變化以及不規(guī)則井眼問題的規(guī)避，對于提升井眼質(zhì)量非常有利。在開展扶正器安裝工作時，要先對井況進行全面了解，并從鉆井作業(yè)的實際情況與具體的施工條件出發(fā)，選擇安裝扶正器的最優(yōu)化的間距，最大化地減小套管扶正器所受側(cè)向合力，促進其扶正效果得到有效提升，提高其套管居中程度與水平。與此同時，在套管扶正器類型的選擇上，要盡量選擇套管扶正器彈性比例較高的扶正器，最大化地保障其扶正效果，并對扶正器安裝位置的合理性進行核對與校驗，優(yōu)化與解決嚴(yán)重偏心的問題，推動大位移水平井鉆井作業(yè)得以更好開展與進行。

3 結(jié)語

綜上所述，在大位移水平井鉆井工作開展過程中容易出現(xiàn)很多技術(shù)難點或者問題，如井眼軌跡的控制難度較高、鉆具的斷裂程度較高、井下安全事故、坍塌事故等的頻發(fā)，這些都是大位移水平井在鉆井工作中遇到的實際技術(shù)難題。為了能夠解決這些技術(shù)問題，從控制井眼軌跡、強化鉆井泥漿質(zhì)量、優(yōu)化鉆具摩阻扭矩大等問題，促進大位移水平井鉆井水平與效率的更好提高。